CN1170370C - 无线系统中的反向同步方法 - Google Patents

Abstract

一种用于无线系统的反向同步方法，该无线系统利用具有无干扰窗口特征的正交扩频码，其中根据预定的无干扰窗口[-n，+n]调整来自远程单元信号的发送时间，因此来自所述远程单元的信号到达基站的时间落入所述预定的无干扰窗口。当来自同一远程单元的多径信号和来自不同远程单元的信号在无干扰窗口内到达时，这消除了符号间干扰和多址干扰。

Description

无线系统中的反向同步方法

技术领域

本发明通常涉及一种在移动和无线通信网中建立和保持反向同步的方法。

背景技术

在码分多址系统中，每个远程单元通过对该远程单元唯一的扩频码调制发送到基站的数据。由不同的远程单元传送的扩频、编码信号可以在时间和频率上重叠。当这些信号到达接收基站时，通过使接收信号与该远程单元唯一的扩频码相关获得该远程单元发送的数据。

我们都知道CDMA系统的容量受到干扰的限制。这些干扰包括来自同一远程单元的多径信号之间的符号间干扰(ISI)、来自同一基站的服务区中不同远程单元的信号之间的多址干扰(MAI)、和来自相邻基站和这些基站服务的远程单元的信号之间的相邻小区干扰(ACI)。

在发明人、公开号和名称分别为李道本、PCT/CN00/00028和″一种具有零相关窗的扩频多址编码方法″的PCT申请中，公开了一种互补正交码，这里称为LS码。LS码具有″零干扰窗″的特性，也称为零相关窗口特性。作为示例，考虑以下四个长度为8的LS码：

(C1，S1)＝(++-+，+---)

(C2，S2)＝(+++-，+-++)

(C3，53)＝(-+++，--+-)

(C4，S4)＝(-+--，---+)

当两个码之间的时移在(包含首尾的)窗口[-1，+1]的范围内时，这些码的任意两个的互相关是零，除了当没有时移时，这些码的任何一个的自相关是零。  因此这四个码具有[-1，+1]的零干扰窗。

同样地以下长度为16的LS码具有[-3，+3]的零干扰窗：

(C1，S1)＝(++-++++-，+---+-++)

(C2，S2)＝(++-+---+，+----+--)

(C3，S3)＝(+++-++-+，+-+++---)

(C4，S4)＝(+++---+-，+-++-+++)

如果我们只考虑(C1，S1)和(C2，S2)，则它们具有[-7，+7]的零干扰窗。

因此当远程单元向基站传送利用零干扰窗为[-n，+n]的一组LS码调制的信号时，只要这些信号彼此在n个码片内到达接收基站，这些信号就不会彼此干扰。当来自同一远程单元的多径信号和来自不同远程单元的信号在零干扰窗内到达时，这消除了符号间干扰和多址干扰。

在下文中将LS码用作正交扩频码的无线系统、信号、空中接口将分别称为LS编码的无线系统、LS编码信号和LS编码的空中接口。

在下文中利用零干扰窗(IFW)性质的正交扩频码的无线系统、信号、空中接口将分别称为IFW无线系统、IFW信号、和IFW空中接口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通信系统和同步方法，该通信系统和同步方法能够使来自各个远程单元的信号到达基站是落在零干扰窗内根据本发明，提供一种用于无线系统的反向同步方法，该无线系统利用具有零干扰窗特征的正交扩频码，其中根据预定的零干扰窗[-n，+n]调整来自远程单元信号的发送时间，从而使来自所述远程单元的信号到达基站的时间落入所述预定的零干扰窗。

所述正交扩频码可以是作为互补正交扩频码的LS码。

为了估计信号的到达时间，基准时间窗口[t1，t2]可以由所述基站根据所述零干扰窗[-n，+n]和目前连接到基站的一组远程单元确定。调整来自远程单元信号的传输时间，因此来自所述远程单元的信号到达基站的时间落入所述基准时间窗口[t1，t2]。

最好，在建立反向同步时，它可以由以下步骤组成：

所述基站在下行链路上传送同步信号；

试图与所述基站建立反向同步的每个远程单元在上行链路上传送接入信号到所述基站；

基站确定来自远程单元的每个接入信号的到达时间；

所述基站在下行链路上发送接入信号的到达时间和所述基准时间窗口[t1，t2]之间的时间差同时该远程单元根据所述时间差调整其接入信号的发送时间。

最好，在反向同步保持期间，它可以由以下步骤组成：

基站确定控制和业务信号的到达时间，这些信号来自要求零干扰窗为[-n，+n]的同一所有远程单元组；

该基站向应该调整发送时间的远程单元组发送时间调整指令，对应的远程单元相应地调整控制和业务信号的发送时间。

利用基准时间窗口会导致比单个时间点的同步更快的反向同步。因此，不同的远程单元可以关于不同的基准时间窗口保持反向同步。

附图说明

作为本说明书一部分的附图用来说明本发明的特定实施例，并和说明书一起用以解释本发明，而不是限制本发明的原理。

图1说明具有多个小区的蜂窝系统。

图2说明在一个小区中的基站和多个远程单元。

图3说明本发明的优选实施例中下行链路上前向同步信道的结构。

图4说明本发明的优选实施例中上行链路上反向同步信道的结构。

图5说明根据本发明的优选实施例中，来自四个不同的远程单元归一化到一帧开始的信号的到达时间。

具体实施方式

根据本发明，正如所实现和广泛描述的，提供一种系统和方法用于建立和保持远程单元的反向同步，在此来自同一小区的远程单元的信号在零相关窗口内到达小区中的基站。所述系统包括以下的组件：

·具有服务一个地理区域的多个小区的蜂窝系统；

·每个小区中的基站使用互补正交码并向远程单元传送码分复用和时分复用信号；

·多个远程单元使用互补正交码并通过码分多址和时分多址传送扩频信号；

本发明通信系统的一个优选实施例，如图1所示，包括一蜂窝系统，该蜂窝系统包括服务一地理区域的多个小区、每个小区中的向该小区中的远程单元提供下行链路信号的基站、和每个小区中的多个远程单元。图2表示小区中的一个基站和多个远程单元。该基站包括用于实现本发明的方法的发射机和接收机和适当的处理器。多个远程单元的每一个包括用于实现本发明方法的发射机、接收机、和适当的处理器。

图3说明本发明的优选实施例中下行链路上的前向同步信道的结构。它被分成多个(N)等长时隙，后面是一间隔。每个时隙利用一扩频码扩展。为了减少相邻的小区干扰，在不同邻近小区中的不同基站对于前向同步信道应该使用不同的扩频码。例如，前向同步信道可以被分成12个每个128个码片的时隙，后面是9个码片的间隔，每个时隙可以利用PCT/CN00/00028中公开的长度为128的LS码或LS码的某些变换来扩频。

图4说明本发明的优选实施例中上行链路上反向同步信道的结构。它被分成多个(M)等长的接入时隙(AS)，后面是一间隔。每个接入时隙由远程单元用于向基站发送接入信号以便反向同步。如图4所示，接入时隙包括接入信号，接入信号的两侧具有间隔，以便提供调整接入信号发送时间的空间，以使远程单元与基站实现反向同步。接入信号可以是利用正交码、例如LS码或LS码任何变换的扩频信号。图4说明接入信号的一个优选实施例，即利用C码和S码之间具有某些间隔的LS码扩频。

接入时隙的长度根据接入信号的长度和当远程单元试图与基站建立反向同步时从远程单元到基站的最大时延确定。

为了减少相邻小区的干扰，不同的邻近基站应该为反向同步信道上的接入信号使用不同的扩频码。

当考虑只在指定时隙和子帧传送的远程单元的信号的到达时间时，到达时间归一化到上行链路上20毫秒帧的开始。图5说明来自四个不同远程单元信号的到达时间，它们归一化到20毫秒帧的开始。远程单元RU1、RU2、和RU3目前连接到基站并利用它们分配的扩频码在它们分配的时隙内传送控制和业务信号。来自RU1和RU3的传输在时间上重叠，但它们使用不同的扩频码。远程单元RU4试图通过传送接入信号建立反向同步，在此总是认为接入信号处于接入时隙的中间，当接入信号的到达时间归一化到上行链路的20毫秒帧的开始。

一组远程单元被认为彼此关于零相关窗口[-n，+n]同步，如果这组任意两个远程单元到达时间之间的时间差不超过n个码片。

反向同步方法的优选实施例包括以下步骤。

1.基站在下行链路的前向同步信道上传送同步信号；

2.试图与基站建立反向同步的每个远程单元随机选择反向同步信道中的接入时隙和在上行链路上传送接入信号到基站；

3.基站确定来自远程单元的每个接入信号的到达时间；

4.对于给定的零相关窗口[-n，+n]，和目前与基站相连的并与零相关窗口[-n，+n]同步的一组远程单元，即目前连接的任意两个远程单元到达时间之间的时间差不超过n个码片，基站确定基准时间窗口[t1，t2]，因此如果来自远程单元的接入信号的到达时间落入[t1，t2]，则它与目前连接的所有远程单元关于零相关窗口[-n，+n]同步；

5.如果来自远程单元的接入信号的到达时间落入时间间隔[t1，t2]，则远程单元对于零相关窗口[-n，+n]已实现与基站的反向同步，基站向远程单元发送扩频码的有关信息以及远程单元用于传送控制和业务数据的时隙和子帧，然后远程单元开始利用分配的扩频码和分配的时隙和子帧传送控制和业务数据。

6.如果来自远程单元的接入信号的到达时间落在时间间隔[t1，t2]之外，则基站计算到达时间和时间间隔[t1，t2]之间的时间差并在下行链路上发送时间差到远程单元；远程单元调整其接入信号的发送时间并回到步骤2。

本发明通信系统的优选实施例提供利用时隙和子帧的时分多址和利用LS码的码分多址。由基站服务的一个小区内的远程单元也许经历不同的时间扩散和传播环境。这些远程单元可以放入具有不同零相关窗口的不同组。例如，基站附近的远程单元可以放入零相关窗口为[-1，+1]的组，因为这些远程单元的最大时间扩散可以很小，远离基站的远程单元可以放入零相关窗口为[-3，+3]的另一个组。这两个不同的远程单元组可以在单独的时隙和子帧分配控制和业务信道。举例来说，9个时隙(TS0)-子帧对可以被分成三组，一个用于最佳传播环境为零相关窗口[0，0]的远程单元，另一个用于要求零相关窗口为[-1，+1]的远程单元和另一个要求零相关窗口为[-3，+3]的远程单元。来自同一远程单元的多径接入信号可由基站用于决定远程单元属于哪一组，哪些时隙和子帧可以分配给远程单元，它需要哪个相关窗口建立反向同步。

在远程单元与基站建立反向同步和开始向基站传送控制和业务信号之后，可以关于零相关窗口[-n，+n]与一组远程单元利用下面所述的优选实施例的同步保持方法保持反向同步：

1.连接到一基站的多个远程单元在一些指定的时隙和子帧利用某扩频码向基站传送控制和业务信号；

2.基站确定来自同一组内所有远程单元的控制和业务信号的到达时间，这组远程单元要求零相关窗口为[-n，+n]；

3.如果这组远程单元没有一对的到达时间距离超过n个码片，则反向同步关于零相关窗口[-n，+n]同步；否则，该基站向应该调整发送时间的远程单元组发送时间调整，对应的远程单元相应的调整用于控制和业务信号的发送时间。

利用基准时间窗口会导致比单个时间点的同步更快的反向同步。因此，不同的远程单元可以关于不同的基准时间窗口保持反向同步。

对本领域技术人员来说对本发明的反向同步方法可以作出各种改变是显而易见的，不会背离本发明的范围和精神。本发明意图覆盖落入权利要求及其等同物的系统和方法的改变和变化。此外，本发明意图覆盖本发明系统和方法的当前和新的申请。

Claims (5)

1.一种反向同步方法，该方法用于利用具有零干扰窗特性的正交扩频码的无线系统，其中：

来自远程单元的信号的发送时间根据预设的零干扰窗[-n，+n]进行调整，使得所述的来自远程单元的信号到达基站的时间落入所述的预设的零干扰窗。

2.根据权利要求1所述的的方法，其中所述正交扩频码是指：作为互补正交扩频码的LS码。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述基站根据所述零干扰窗[-n，+n]和目前连接到基站的一组远程单元确定基准时间窗口[t1，t2]以此调整来自远程单元信号的发送时间，使得来自所述远程单元的信号到达基站的时间落入所述基准时间窗口[t1，t2]。

4.根据权利要求3所述的方法，其中进一步包括以下的步骤建立反向同步：

所述基站在下行链路上传送同步信号；

试图与所述基站建立反向同步的每个远程单元在上行链路上传送接入信号到所述基站；

基站确定来自远程单元的每个接入信号的到达时间；

所述基站在下行链路上发送到达时间和所述基准时间窗口[t1，t2]之间的时间差同时该远程单元根据所述时间差调整其接入信号的发送时间。

5.权利要求1、2、3或4的方法，进一步包括以下的步骤，用于反向同步保持：

基站确定来自同一组所有远程单元的控制和业务信号的到达时间，这组远程单元要求的零干扰窗大小为[-n，+n]；

该基站向应该调整发送时间的远程单元组发送时间调整指令，对应的远程单元相应的调整用于控制和业务信号的发送时间。

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